不同辊压机水泥粉磨流程节电.docx
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不同辊压机水泥粉磨流程节电
不同辊压机水泥粉磨流程节电
南京水泥工业设计研究院
刘东莱
〔提要〕本文结合设计工作、实际生产测定数据和国内外资料,进行理论分析,提出不同粉磨流程中熟料辊压后磨机电耗的计算方法。
〔〕,,.
一、各种粉磨流程特点
为比较各种粉磨系统的节电效果,引入节能系数:
′
───────
辊·辊磨
式中:
──未加辊压机圈流系统的磨机电耗,千瓦·时吨;
′──加辊压机后磨机的电耗,千瓦·时吨;
辊──辊压机电耗;千瓦·时吨通过量;
辊磨──辊压机通过量与磨机系统能力之比。
.预粉磨
预粉磨流程一般可增产~,节电~千瓦·时吨,相当于~。
如上海厂()吨日辊压机粉磨系统方案,增产,节能,节能系数,选粉机循环负荷。
采用该流程,当辊磨之比增大后,可增大辊压机循环负荷,提高系统粉磨能力,系统单位电耗降低,如表所示。
值得注意的是,西班牙厂与厂磨机功率相近,但前者宽径比大();后者宽径比小(),辊压机配用功率×千瓦,比前者大,节能系数不如前者大(后者,前)。
说明加大辊压机宜增加宽径比。
表
西班牙
辊压机规格
通过量()
功 率()
有效功率()
ф×
ф×
×
ф×
×
磨机规格
能 力()
功 率()
有效功率()
ф×
ф×
ф×
~
单位有效功率
辊压机(·)
磨 机(·)
合 计(·)
节 能(·)
节 能()
.混合式粉磨系统
混合式粉磨系统可节能~,提高产量~。
该系统是将系统的粗料返回辊压机重新辊压,返回的粗料为来自选粉机的粗料和辊压机面的边缘料。
混合式粉磨系统选粉机的回料含细粉多,小于微米约,半终粉磨则不超过。
如图所示。
当无辊压机边料循环时,不宜返回太多,因为过多的细粉很难在喂料系统中与粗料混合均匀。
可控制在~的选粉粗料。
辊压机有边缘回料可适当提高这个比例,但不宜大于。
辊压机边缘料循环的优点:
料仓料混合均匀,机器运转平稳,电流波动小;入磨料粒度变小,增产节电。
产生边缘粗料的原因:
由于进入辊压机物料受压不均,压力由中间向两端降低。
中间压力大,物料流速慢,边缘流速大。
产生所谓“边界效应”。
根据我院在木渎厂辊压机实测,辊压后成品(中间料饼)与未压好的边料(散料)之比,竟达~比~。
图是辊压机无循环时,出辊压机料及入辊压机料的粒度组成曲线。
由图可见,液压兆帕时,入辊压机料<毫米为。
辊压后,虽然中间料饼全部通过毫米筛,而边缘料只有(左、右)到(中左、中右)通过毫米筛;同样,入料(产品通过的粒径)为毫米,辊压后,中间料饼全部<毫米,边缘料<毫米只有(右)到(中右),仍有毫米。
辊压前后混合料特征粒径
(筛余为时)由降到毫米,粒径减少倍。
按料饼特征粒径计,辊压前后粒径减小倍。
因此,将边缘散料返回重新辊压,就能改善物料易磨性和粒径。
图 选粉机粗料粒径与通过量关系
图 木渎水泥厂辊压机测定粒径与筛余关系
图是有循环和无循环时出辊压机料粒径对比。
由图看出,将边缘粗料返回重压后,产生的料饼由毫米降到毫米,根据邦德功指数法计算,粉磨短吨物料所需粉磨能耗为:
图 木渎水泥厂辊压机有、无循环时出料粒径与筛余关系
式中:
──单位能耗,千瓦·时短吨;
、──粉磨产品、入磨物料通过粒径;
与粉磨产品比表面有关,当勃氏值为厘米克时,为()微米。
i──粒度校正系数,产品<微米时,为
────────────
×
──根据我院测定,取毫米。
由此可推出,有边料循环时,仅考虑粒度改变,可使磨机能力提高:
实际测定木渎厂φ×米水泥磨系统产量无循环时为吨时,有循环时为吨时,提高约。
这是因为循环量只有,而边料和中间料之比为,有部分粗料又入磨机。
理论上,辊压前后物料易磨性发生变化,改善~。
根据我院测定入辊压机料易磨性为千瓦·时吨时,出辊压机边料为千瓦·时吨,中间料饼为千瓦·时吨。
所以,有循环时,考虑到粒度及易磨性改善,产量可提高×,即可提高,只有的边料循环时才能达到这个比例。
二、易磨性改善对磨机节电的影响
采用辊压机后,物料内部颗粒结构发生质变,产生微细裂纹,易磨性改善,磨机单位电耗降低。
.西德公司提出不同邦德功指数的石灰石和熟料的节电范围列于表。
表
邦德功指数(·)
石灰石
至少节电
熟 料
至少节电
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
.据国内辊压机试验易磨性改善如表。
表
木渎厂
江阴厂
压力()
~
~
邦德功指数(·)
辊压前
辊压后
边料
料饼
改善混料
易磨性改善
边料
料饼
混料
~
~
~
~
~
~
~
~
~
根据测定数据计算磨机节电,设:
熟料邦德功指数:
千瓦·时吨
辊压前
辊压后 (改善)
粒度:
毫米
辊压前
辊压后 (混合料)
产品比表面积厘米克
粒度校正系数:
()
i=───────────
×()
.蔡氏易磨性测定
辊压机辊压熟料易磨性改善使磨机电耗降低:
△千瓦·时吨。
比表面积厘米克时,△千瓦·时吨。
.西德试验,做出了用辊压机和管磨机粉碎物料所需的单位功耗比较,该曲线是实验中对经辊压机熟料和未经辊压机进行研磨结果得到的。
图中可查出,辊压机单位电耗~千瓦·时吨,相当管磨机耗能~千瓦·时吨。
公司计算法
该公司认为采用辊压机磨机节省的电耗相当于辊压机电耗的~倍。
设:
辊压机有效单位电耗(按通过量计)
辊千瓦·时吨水泥
辊压机有效功率:
辊×辊千瓦
辊:
辊压机通过能力(吨时)
则磨机节省电耗:
△=(~)×n辊×辊磨
=(~)辊磨
=(~)′辊
式中:
磨──磨机系统能力(吨时);
′辊──辊压机单位电耗(按磨机能力计)。
当辊磨
磨吨时(吨日工厂要求能力)
△(~)××
≈千瓦·时吨
可节省磨机功率:
(~)×××≈千瓦
设圈流磨系统磨机功耗为千瓦·时吨
则磨机需用功率:
×(-)千瓦
磨机节电为:
───×%=%
据以上资料和数据分析,当产品比表面积厘米克时,磨机节电为~千瓦·时吨。
图 辊压机电耗与磨机节电关系
三、各种粉磨系统磨机电耗
.实际数据分析
根据国内外已投产或设计的辊压机粉磨系统资料说明,加大辊压机,采取辊压后物料的边缘循环,采用半终粉磨、混合粉磨、高效选粉机配套都会使磨机电耗逐渐降低,直至采取终粉磨系统取消磨机,使水泥单位电耗由大于千瓦·时吨降到小于千瓦·时吨。
图 辊压机能力与磨机能力比与电耗关系
由图可见,辊压机通过量与磨机能力之比增大,辊压机规格不断加大,电耗增大。
但磨机电耗却由于入磨物料易磨性改善、粒径变化、流程型式不同而降低,辊压机加磨机的总电耗也愈低。
值得注意的是,路城、新疆和浩良河厂辊压机规格都比上海厂(公司)规格大,但磨机规格都偏大,因而磨机加辊压机总单位电耗也偏大,说明选型不甚合理。
图 辊压机能力与磨机能力之比与电耗关系
.不同粉磨系统磨机电耗计算
为简化理论推算,设采用选粉机型式相同,效率相同,熟料经辊压后,磨机单位电耗按下式:
△
1C
2C
式中:
──熟料辊压后,磨机单位电耗,千瓦·时吨;
──随辊磨之比增大的校正系数;
──熟料辊压后,物料循环系数;
──熟料辊压后,考虑物料循环的磨机电耗,千瓦·时吨;
──混合粉磨及终粉磨的磨机电耗,千瓦·时吨;
──混合粉磨及终粉磨校正系数。
圈流系统时磨机电耗:
取千瓦·时吨(比面积厘米克)
辊压机的单位电耗(相当磨机节电值):
△辊辊磨千瓦·时吨
取,辊按辊压熟料时取千瓦·时吨通过量,当辊磨时:
△千瓦·时吨。
随着辊磨增大,辊压机电耗成直线关系增加。
磨机电耗,将随辊磨的增大,受循环比例、粉磨型式不同而用1、2、3系数加以校正。
例如,当△千瓦·时吨,则△,即磨机电耗为零的终粉磨系统。
△辊辊磨
辊磨
根据国外已投产的终粉磨系统,辊磨都在以上,因此需要加以校正。
按以上假设得到的计算结果见图。
根据理论计算及统计,辊磨与循环系数的关系近似为直线,见图。
图 不同粉磨流程的节电效果
根据不同粉磨型式电耗值,乘以磨机能力,就可求出磨机有效功率。
四、邦德功指数法计算磨机动力的局限性
用邦德功指数法表示的易磨性大小,经试验磨确定数值(i)后,用于圈流粉磨系统中,当入磨粒度()和成品比表面一定()时,求出的粉磨短吨所需的功率()是变化不大的。
这是传统的确定磨机功率,或磨机功率一定求磨机产量的计算方法。
即:
式中:
──磨机能力,短吨时;
──磨机有效功率,千瓦;
──粉磨一短吨(千克)物料所需粉磨能,千瓦·时短吨。
熟料经过辊压后,粒度变小,结构内部产生裂纹,易磨性改善,由于辊压机辊压效果而节省的功率使磨机功率减小,正如上面所列出的:
′辊辊磨
由公式看出,当一定时,′不仅与物料易磨性有关,而且与辊磨的比值成反比,当辊磨≈时,′成为终粉磨流程(此时)。
但是,熟料经辊压后,辊压成品中<微米的颗粒只占左右,毫米,即便采用边料循环,成品中仍有毫米左右。
因此,要求磨机成品达到一定比面积(~厘米克)时,按邦德功指数法计算的磨机功率不可能为零。
例如:
熟料i值一般在~之间,取熟料易磨性i千瓦·时吨,出辊压机易磨性改善计,经过辊压后熟料易磨性为×千瓦·时吨,设毫米,比面积厘米克时,微米,则:
吨日熟料工厂,水泥磨要求能力吨时时,磨机要求动力为:
×千瓦·时吨
实践证明,随着辊磨比值增大,磨机节电△增大,磨机电耗′△减小,混合粉磨流程,辊磨时,磨机需功率×≈千瓦,半终粉磨辊磨时,磨机只需功率×≈千瓦。
可见邦德功指数法,在辊磨时,方可适用。
五、结论
.比表面~厘米克时,熟料经辊压后磨机可节电~千瓦·时吨水泥。
.随辊磨增大,磨机电耗减小,随流程不同,采用1、2、3系数校正。
辊磨约时,磨机电耗与辊压机电耗相等,大于此比例磨机规格显著减小。
辊磨为时,磨机电耗为,辊压机电耗为辊·辊磨×千瓦·时吨。
.随辊磨增大,辊压机单位电耗成直线增加。
辊磨大于,用邦德功指数法计算磨机电耗受到限制。
不同辊压机水泥粉磨流程节电
南京水泥工业设计研究院
刘东莱
〔提要〕本文结合设计工作、实际生产测定数据和国内外资料,进行理论分析,提出不同粉磨流程中熟料辊压后磨机电耗的计算方法。
〔〕,,.
一、各种粉磨流程特点
为比较各种粉磨系统的节电效果,引入节能系数:
′
───────
辊·辊磨
式中:
──未加辊压机圈流系统的磨机电耗,千瓦·时吨;
′──加辊压机后磨机的电耗,千瓦·时吨;
辊──辊压机电耗;千瓦·时吨通过量;
辊磨──辊压机通过量与磨机系统能力之比。
.预粉磨
预粉磨流程一般可增产~,节电~千瓦·时吨,相当于~。
如上海厂()吨日辊压机粉磨系统方案,增产,节能,节能系数,选粉机循环负荷。
采用该流程,当辊磨之比增大后,可增大辊压机循环负荷,提高系统粉磨能力,系统单位电耗降低,如表所示。
值得注意的是,西班牙厂与厂磨机功率相近,但前者宽径比大();后者宽径比小(),辊压机配用功率×千瓦,比前者大,节能系数不如前者大(后者,前)。
说明加大辊压机宜增加宽径比。
表
西班牙
辊压机规格
通过量()
功 率()
有效功率()
ф×
ф×
×
ф×
×
磨机规格
能 力()
功 率()
有效功率()
ф×
ф×
ф×
~
单位有效功率
辊压机(·)
磨 机(·)
合 计(·)
节 能(·)
节 能()
.混合式粉磨系统
混合式粉磨系统可节能~,提高产量~。
该系统是将系统的粗料返回辊压机重新辊压,返回的粗料为来自选粉机的粗料和辊压机面的边缘料。
混合式粉磨系统选粉机的回料含细粉多,小于微米约,半终粉磨则不超过。
如图所示。
当无辊压机边料循环时,不宜返回太多,因为过多的细粉很难在喂料系统中与粗料混合均匀。
可控制在~的选粉粗料。
辊压机有边缘回料可适当提高这个比例,但不宜大于。
辊压机边缘料循环的优点:
料仓料混合均匀,机器运转平稳,电流波动小;入磨料粒度变小,增产节电。
产生边缘粗料的原因:
由于进入辊压机物料受压不均,压力由中间向两端降低。
中间压力大,物料流速慢,边缘流速大。
产生所谓“边界效应”。
根据我院在木渎厂辊压机实测,辊压后成品(中间料饼)与未压好的边料(散料)之比,竟达~比~。
图是辊压机无循环时,出辊压机料及入辊压机料的粒度组成曲线。
由图可见,液压兆帕时,入辊压机料<毫米为。
辊压后,虽然中间料饼全部通过毫米筛,而边缘料只有(左、右)到(中左、中右)通过毫米筛;同样,入料(产品通过的粒径)为毫米,辊压后,中间料饼全部<毫米,边缘料<毫米只有(右)到(中右),仍有毫米。
辊压前后混合料特征粒径
(筛余为时)由降到毫米,粒径减少倍。
按料饼特征粒径计,辊压前后粒径减小倍。
因此,将边缘散料返回重新辊压,就能改善物料易磨性和粒径。
图 选粉机粗料粒径与通过量关系
图 木渎水泥厂辊压机测定粒径与筛余关系
图是有循环和无循环时出辊压机料粒径对比。
由图看出,将边缘粗料返回重压后,产生的料饼由毫米降到毫米,根据邦德功指数法计算,粉磨短吨物料所需粉磨能耗为:
图 木渎水泥厂辊压机有、无循环时出料粒径与筛余关系
式中:
──单位能耗,千瓦·时短吨;
、──粉磨产品、入磨物料通过粒径;
与粉磨产品比表面有关,当勃氏值为厘米克时,为()微米。
i──粒度校正系数,产品<微米时,为
────────────
×
──根据我院测定,取毫米。
由此可推出,有边料循环时,仅考虑粒度改变,可使磨机能力提高:
实际测定木渎厂φ×米水泥磨系统产量无循环时为吨时,有循环时为吨时,提高约。
这是因为循环量只有,而边料和中间料之比为,有部分粗料又入磨机。
理论上,辊压前后物料易磨性发生变化,改善~。
根据我院测定入辊压机料易磨性为千瓦·时吨时,出辊压机边料为千瓦·时吨,中间料饼为千瓦·时吨。
所以,有循环时,考虑到粒度及易磨性改善,产量可提高×,即可提高,只有的边料循环时才能达到这个比例。
二、易磨性改善对磨机节电的影响
采用辊压机后,物料内部颗粒结构发生质变,产生微细裂纹,易磨性改善,磨机单位电耗降低。
.西德公司提出不同邦德功指数的石灰石和熟料的节电范围列于表。
表
邦德功指数(·)
石灰石
至少节电
熟 料
至少节电
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
.据国内辊压机试验易磨性改善如表。
表
木渎厂
江阴厂
压力()
~
~
邦德功指数(·)
辊压前
辊压后
边料
料饼
改善混料
易磨性改善
边料
料饼
混料
~
~
~
~
~
~
~
~
~
根据测定数据计算磨机节电,设:
熟料邦德功指数:
千瓦·时吨
辊压前
辊压后 (改善)
粒度:
毫米
辊压前
辊压后 (混合料)
产品比表面积厘米克
粒度校正系数:
()
i=───────────
×()
.蔡氏易磨性测定
辊压机辊压熟料易磨性改善使磨机电耗降低:
△千瓦·时吨。
比表面积厘米克时,△千瓦·时吨。
.西德试验,做出了用辊压机和管磨机粉碎物料所需的单位功耗比较,该曲线是实验中对经辊压机熟料和未经辊压机进行研磨结果得到的。
图中可查出,辊压机单位电耗~千瓦·时吨,相当管磨机耗能~千瓦·时吨。
公司计算法
该公司认为采用辊压机磨机节省的电耗相当于辊压机电耗的~倍。
设:
辊压机有效单位电耗(按通过量计)
辊千瓦·时吨水泥
辊压机有效功率:
辊×辊千瓦
辊:
辊压机通过能力(吨时)
则磨机节省电耗:
△=(~)×n辊×辊磨
=(~)辊磨
=(~)′辊
式中:
磨──磨机系统能力(吨时);
′辊──辊压机单位电耗(按磨机能力计)。
当辊磨
磨吨时(吨日工厂要求能力)
△(~)××
≈千瓦·时吨
可节省磨机功率:
(~)×××≈千瓦
设圈流磨系统磨机功耗为千瓦·时吨
则磨机需用功率:
×(-)千瓦
磨机节电为:
───×%=%
据以上资料和数据分析,当产品比表面积厘米克时,磨机节电为~千瓦·时吨。
图 辊压机电耗与磨机节电关系
三、各种粉磨系统磨机电耗
.实际数据分析
根据国内外已投产或设计的辊压机粉磨系统资料说明,加大辊压机,采取辊压后物料的边缘循环,采用半终粉磨、混合粉磨、高效选粉机配套都会使磨机电耗逐渐降低,直至采取终粉磨系统取消磨机,使水泥单位电耗由大于千瓦·时吨降到小于千瓦·时吨。
图 辊压机能力与磨机能力比与电耗关系
由图可见,辊压机通过量与磨机能力之比增大,辊压机规格不断加大,电耗增大。
但磨机电耗却由于入磨物料易磨性改善、粒径变化、流程型式不同而降低,辊压机加磨机的总电耗也愈低。
值得注意的是,路城、新疆和浩良河厂辊压机规格都比上海厂(公司)规格大,但磨机规格都偏大,因而磨机加辊压机总单位电耗也偏大,说明选型不甚合理。
图 辊压机能力与磨机能力之比与电耗关系
.不同粉磨系统磨机电耗计算
为简化理论推算,设采用选粉机型式相同,效率相同,熟料经辊压后,磨机单位电耗按下式:
△
1C
2C
式中:
──熟料辊压后,磨机单位电耗,千瓦·时吨;
──随辊磨之比增大的校正系数;
──熟料辊压后,物料循环系数;
──熟料辊压后,考虑物料循环的磨机电耗,千瓦·时吨;
──混合粉磨及终粉磨的磨机电耗,千瓦·时吨;
──混合粉磨及终粉磨校正系数。
圈流系统时磨机电耗:
取千瓦·时吨(比面积厘米克)
辊压机的单位电耗(相当磨机节电值):
△辊辊磨千瓦·时吨
取,辊按辊压熟料时取千瓦·时吨通过量,当辊磨时:
△千瓦·时吨。
随着辊磨增大,辊压机电耗成直线关系增加。
磨机电耗,将随辊磨的增大,受循环比例、粉磨型式不同而用1、2、3系数加以校正。
例如,当△千瓦·时吨,则△,即磨机电耗为零的终粉磨系统。
△辊辊磨
辊磨
根据国外已投产的终粉磨系统,辊磨都在以上,因此需要加以校正。
按以上假设得到的计算结果见图。
根据理论计算及统计,辊磨与循环系数的关系近似为直线,见图。
图 不同粉磨流程的节电效果
根据不同粉磨型式电耗值,乘以磨机能力,就可求出磨机有效功率。
四、邦德功指数法计算磨机动力的局限性
用邦德功指数法表示的易磨性大小,经试验磨确定数值(i)后,用于圈流粉磨系统中,当入磨粒度()和成品比表面一定()时,求出的粉磨短吨所需的功率()是变化不大的。
这是传统的确定磨机功率,或磨机功率一定求磨机产量的计算方法。
即:
式中:
──磨机能力,短吨时;
──磨机有效功率,千瓦;
──粉磨一短吨(千克)物料所需粉磨能,千瓦·时短吨。
熟料经过辊压后,粒度变小,结构内部产生裂纹,易磨性改善,由于辊压机辊压效果而节省的功率使磨机功率减小,正如上面所列出的:
′辊辊磨
由公式看出,当一定时,′不仅与物料易磨性有关,而且与辊磨的比值成反比,当辊磨≈时,′成为终粉磨流程(此时)。
但是,熟料经辊压后,辊压成品中<微米的颗粒只占左右,毫米,即便采用边料循环,成品中仍有毫米左右。
因此,要求磨机成品达到一定比面积(~厘米克)时,按邦德功指数法计算的磨机功率不可能为零。
例如:
熟料i值一般在~之间,取熟料易磨性i千瓦·时吨,出辊压机易磨性改善计,经过辊压后熟料易磨性为×千瓦·时吨,设毫米,比面积厘米克时,微米,则:
吨日熟料工厂,水泥磨要求能力吨时时,磨机要求动力为:
×千瓦·时吨
实践证明,随着辊磨比值增大,磨机节电△增大,磨机电耗′△减小,混合粉磨流程,辊磨时,磨机需功率×≈千瓦,半终粉磨辊磨时,磨机只需功率×≈千瓦。
可见邦德功指数法,在辊磨时,方可适用。
五、结论
.比表面~厘米克时,熟料经辊压后磨机可节电~千瓦·时吨水泥。
.随辊磨增大,磨机电耗减小,随流程不同,采用1、2、3系数校正。
辊磨约时,磨机电耗与辊压机电耗相等,大于此比例磨机规格显著减小。
辊磨为时,磨机电耗为,辊压机电耗为辊·辊磨×千瓦·时吨。
.随辊磨增大,辊压机单位电耗成直线增加。
辊磨大于,用邦德功指数法计算磨机电耗受到限制。
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- 不同 辊压机 水泥 流程 节电